甲醇-水精馏塔设计全凝器
简介
甲醇-水精馏塔是一种常见的化工设备，用于分离甲醇和水的混合物。在精馏过程中，液体在不同的温度下沸腾，通过塔内的分离板进行分馏，得到纯净的甲醇和水。
塔内的全凝器是精馏塔的一个重要组件，其主要作用是将
从精馏塔顶端蒸汽中所含有的甲醇气体冷凝成液体，并回流回塔中，以增加对甲醇的回收率。本文将介绍甲醇-水精馏塔设
计全凝器的相关要点。
设计原则
设计全凝器时，需要考虑以下几个主要因素：
1.冷却介质的选择：常见的冷却介质包括冷水、冷却
剂、冷却循环等。需要根据工艺要求和设备条件来选择适
当的冷却介质。
2.冷却效果：全凝器需要能将蒸汽中的甲醇气体迅速
冷凝成液体。因此，需要设计合理的冷凝管道和冷却面积，以保证冷却效果。
3.安全性：全凝器需要能承受大量的甲醇气体和冷却
介质的流动，因此在设计过程中需要考虑安全性，防止产生泄漏和意外事故。
4.维护和清洁：全凝器作为化工设备的一部分，需要
定期维护和清洁。因此，在设计时需要考虑到清洁的方便性和维护的便捷性。
具体设计
在设计甲醇-水精馏塔全凝器时，可以参考以下步骤：
1. 确定冷却介质
根据工艺要求和设备条件，确定合适的冷却介质。如果选择冷水作为冷却介质，需要考虑供水温度和流量；如果选择冷却剂，需要选择适当的冷却剂，并考虑冷却剂的循环系统；如果选择冷却循环，需要确定循环介质和循环系统的设计。
2. 设计冷却管道和冷却面积
根据工艺要求和设备条件，设计合理的冷却管道和冷却面积。冷却管道可以采用盘管式、管壳式等不同形式，需要根据实际情况决定。冷却面积的大小需根据甲醇的蒸发量、冷却介质的流量和温度等参数进行计算。
3. 考虑安全性
在设计过程中，需要考虑全凝器的安全性。可以采用不锈
钢等耐腐蚀材料制作全凝器，以防止产生泄漏和意外事故。同时，需要合理设置排气和排液口，以确保设备的安全运行。
4. 考虑清洁和维护问题
在设计全凝器时，需要考虑清洁和维护的便捷性。可以通
过设计合理的结构和布局，方便对全凝器进行清洁和维护工作。同时，可以考虑设置检修口和清洗装置，以提高清洁和维护的效率。
结论
甲醇-水精馏塔设计全凝器是一个关键的环节，在完善的设计过程中，需要考虑冷却介质选择、冷却效果、安全性和清洁维护等因素。只有合理设计和优化全凝器，才能保证甲醇-水
精馏塔的高效运行和安全可靠。
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甲醇-水分离过程板式精馏塔的设计 1.设计方案的确定 本设计任务为分离甲醇和水混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷凝冷却后送至储罐。该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的1.8倍。塔釜采用间接蒸汽加热①。 2.精馏塔的物料衡算 2.1.原料液及塔顶、塔顶产品的摩尔分率 甲醇的摩尔质量M A=32.04kg/kmol 水的摩尔质量M B=18.02 kg/kmol x F= 0.46/32.04 0.324 0.46/32.040.54/18.02 = + x D= 0.95/32.04 0.914 0.95/32.040.05/18.02 = + x W= 0.03/32.04 0.0171 0.03/32.040.97/18.02 = + 2.2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 M F=0.324*32.04(10.324)*18.0222.56 +-=kg/kmol M D=0.914*32.04(10.914)*18.0230.83 -=kg/kmol M W=0.0171*32.04(10.0171)*18.0218.26 +-=kg/kmol 2.3.物料衡算 原料处理量F= 30000*1000 184.7 24*300*22.56 =kmol/h 总物料衡算184.7=D+W 甲醇物料衡算184.7*0.324=0.914D+0.0171W 联立解得D=63.21 kmol/h W=121.49 kmol/h 3.塔板数的确定 3.1.理论塔板层数N T的求取 3.1.1.由手册查的甲醇-水物系的气液平衡数据
Aspen plus模拟甲醇、水精馏塔设计 说明书 一、设计题目 根据以下条件设计一座分离甲醇、水混合物的连续操作常压精馏塔： 生产能力：24500吨精甲醇/年；原料组成：甲醇50%w，水50%w；产品组成：塔顶甲醇质量分率≥94%w；塔底甲醇质量分率 1 %w；进料温度：350.5K；塔顶压力常压；进料状态饱和液体。 二、设计要求 对精馏塔进行详细设计，给出下列设计结果并绘制塔设备图，并写出设计说明。 (1).进料、塔顶产物、塔底产物； (2).全塔总塔板数N；最佳加料板位置N F； (3).回流比R； (4).冷凝器和再沸器温度、热负荷； (5).塔内构件塔板或填料的设计。 三、分析及模拟流程 1.物料衡算（手算） 目的:求解 Aspen 简捷设计模拟的输入条件。 内容: (1)生产能力:一年按300天计算，进料流量为 24500/（300*24）=3.40278 t/hr。 (2)原料、塔顶与塔底的组成（题中已给出）： 原料组成：甲醇50%w，水50%w； 产品:塔顶甲醇≥94%w；塔底甲醇《1% w。 (3).温度及压降： 进料温度：77.35摄氏度=350.5K； 2.用简捷模块（DSTWU）进行设计计算 目的:对精馏塔进行简捷计算，根据给定的加料条件和分离要求计算最小回流比、最小理论板数、理论板数和加料板位置。 3.灵敏度分析
目的:研究回流比与理论板数的关系（N T-R），确定合适的回流比与塔板数；研究加料板位置对产品的影响，确定合适的加料板位置。 方法:作回流比与理论塔板数的关系曲线（N T-R），从曲线上找到期望的回流比及塔板数。 4. 用详细计算模块（RadFrac）进行计算 目的:精确计算精馏塔的分离能力和设备参数。 方法:用RadFrac模块进行精确计算，通过设计规定(Design Specs)和变化(Vary)两组对象进行设定，检验计算数据是否收敛，计算出塔径等主要尺寸。 5. 塔板设计 目的：通过塔板设计(Tray sizing)计算给定板间距下的塔径。 方法：在Specification表单中输入该塔段(Trayed section)的起始塔板(Starting stage)和结束塔板(Ending stage)、塔板类型(Tray type)、塔板流型程数(Number of passes)、以及板间距(Tray spacing)等几何结构参数。 6.塔板核算 目的:计算塔板的热负荷。 方法：对第5步的计算结果（塔径）按设计规范要求进行必要的圆整，用 RadFrac模块的Tray Rating，对塔进行设计核算。 7.设计结果汇总
甲醇-水精馏塔设计全凝器 简介 甲醇-水精馏塔是一种常见的化工设备，用于分离甲醇和水的混合物。在精馏过程中，液体在不同的温度下沸腾，通过塔内的分离板进行分馏，得到纯净的甲醇和水。 塔内的全凝器是精馏塔的一个重要组件，其主要作用是将 从精馏塔顶端蒸汽中所含有的甲醇气体冷凝成液体，并回流回塔中，以增加对甲醇的回收率。本文将介绍甲醇-水精馏塔设 计全凝器的相关要点。 设计原则 设计全凝器时，需要考虑以下几个主要因素： 1.冷却介质的选择：常见的冷却介质包括冷水、冷却 剂、冷却循环等。需要根据工艺要求和设备条件来选择适 当的冷却介质。 2.冷却效果：全凝器需要能将蒸汽中的甲醇气体迅速 冷凝成液体。因此，需要设计合理的冷凝管道和冷却面积，以保证冷却效果。
3.安全性：全凝器需要能承受大量的甲醇气体和冷却 介质的流动，因此在设计过程中需要考虑安全性，防止产生泄漏和意外事故。 4.维护和清洁：全凝器作为化工设备的一部分，需要 定期维护和清洁。因此，在设计时需要考虑到清洁的方便性和维护的便捷性。 具体设计 在设计甲醇-水精馏塔全凝器时，可以参考以下步骤： 1. 确定冷却介质 根据工艺要求和设备条件，确定合适的冷却介质。如果选择冷水作为冷却介质，需要考虑供水温度和流量；如果选择冷却剂，需要选择适当的冷却剂，并考虑冷却剂的循环系统；如果选择冷却循环，需要确定循环介质和循环系统的设计。 2. 设计冷却管道和冷却面积 根据工艺要求和设备条件，设计合理的冷却管道和冷却面积。冷却管道可以采用盘管式、管壳式等不同形式，需要根据实际情况决定。冷却面积的大小需根据甲醇的蒸发量、冷却介质的流量和温度等参数进行计算。
化工原理课程设计 分离甲醇-水混合液的筛板精馏塔设计 潍坊学院 小组成员：吴鑫 李春阳 袁旭
目录 第一章设计题目 (6) 第二章工艺计算 (7) 2.1精馏塔的物料衡算 (7) 2.2塔板数的确定 (8) N的求取 (9) 2.2.1理论板数T 2.3工艺条件及有关物性数据计算 (10) 2.3.1 图解法求理论塔板数 (10) 2.3.2操作压力计算 (11) 2.3.3 操作温度计算 (11) 2.3.4相对挥发度的计算 (12) 2.3.5平均摩尔质量计算 (12) 2.3.6平均密度的计算 (13) 2.3.7体平均表面张力计算 (15) 2.3.8液体平均黏度计算 (16) 2.3.9实际塔板数的计算 (17) 2.4塔的主要工艺尺寸计算 (18) 2.5塔板主要工艺尺寸的计算 (19) 2.5.1溢流装置计算 (19) 2.5.2塔板板面布置 (21) 2.5.3筛孔计算及排列 (21)
2.6筛板的流体力学验算 (22) 2.6.1液面落差 (23) 2.6.2液沫夹带 (23) 2.6.3漏液 (23) 2.7负荷性能图 (24) 2.7.1漏液线（气相负荷下限线） (24) 2.7.2 液体流量下限线 (24) 2.7.3液体流量上限线 (25) 2.7.4 过量液沫夹带线 (25) 2.7.5 液泛线 (25) 2.7.6塔板工作线 (28) 第三章设计总结 (29) 第四章附属设备的选型与设计 (31) 4.1冷凝器的选择 (31) 4.2再沸器的选择 (32) 第五章塔附件的设计 (33) 5.1接管的计算与选择 (33) 5.1.1进料管 (33) 5.1.2回流管 (33) 5.1.3塔底出料管 (33) 5.1.4塔顶蒸汽出料管 (34)
滨州学院 课程设计任务书 一、课题名称 甲醇——水分离过程板式精馏塔设计 二、课题条件（原始数据） 原料：甲醇、水溶液 处理量：3200Kg/h 原料组成：33%（甲醇的质量分率） 料液初温：20℃ 操作压力、回流比、单板压降：自选 进料状态：冷液体进料 塔顶产品浓度：98%（质量分率） 塔底釜液含甲醇含量不高于1%（质量分率） 塔顶：全凝器 塔釜：饱和蒸汽间接加热 塔板形式：筛板 生产时间：300天/年，每天24h运行 冷却水温度：20℃ 设备形式：筛板塔 厂址：滨州市 三、设计内容 1、设计方案的选定 2、精馏塔的物料衡算 3、塔板数的确定 4、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算（加热物料进出口温度、密度、粘度、比热、导热系数） 5、精馏塔塔体工艺尺寸的计算 6、塔板主要工艺尺寸的计算
滨州学院化工原理课程设计说明书 7、塔板的流体力学验算 8、塔板负荷性能图（精馏段） 9、换热器设计 10、馏塔接管尺寸计算 11、制生产工艺流程图（带控制点、机绘，A2图纸） 12、绘制板式精馏塔的总装置图（包括部分构件）（手绘，A1图纸） 13、撰写课程设计说明书一份 设计说明书的基本内容 ⑴课程设计任务书 ⑵课程设计成绩评定表 ⑶中英文摘要 ⑷目录 ⑸设计计算与说明 ⑹设计结果汇总 ⑺小结 ⑻参考文献 14、有关物性数据可查相关手册 15、注意事项 ⑴写出详细计算步骤，并注明选用数据的来源 ⑵每项设计结束后列出计算结果明细表 ⑶设计最终需装订成册上交 四、进度计划（列出完成项目设计内容、绘图等具体起始日期） 1、设计动员，下达设计任务书0.5天 2、收集资料，阅读教材，拟定设计进度1-2天 3、初步确定设计方案及设计计算内容5-6天 4、绘制总装置图2-3天 5、整理设计资料，撰写设计说明书2天 6、设计小结及答辩1天
化学与化学工程学院 《化工原理》专业课程设计 设计题目常压甲醇－水筛板精馏塔设计 姓名：潘永春 班级：化工101 学号： 2010054052
指导教师：朱宪 荣 课程设计时间2013、6、8——2013、6、20 化工原理课程设计任务书 专业：化学与化学工程学院：化工101 姓名：潘永春 学号20100054052 指导教师朱宪荣 设计日期：2013 年6月8日至2013年6月20日 一、设计题目：甲醇－水精馏塔的设计 二、设计任务及操作条件： 1、设计任务 生产能力（进料）413.34Kmol/hr
操作周期8000小时/年 进料组成甲醇0.4634 水0.5366（质量分率下同） 进料密度233.9Kg/m3 平均分子量22.65 塔顶产品组成>99% 塔底产品组成<0.04% 2、操作条件 操作压力 1.45bar （表压） 进料热状态汽液混合物液相分率98% 冷却水20℃ 直接蒸汽加热低压水蒸气 塔顶为全凝器，中间汽液混合物进料，连续精馏。 3、设备形式筛板式或浮阀塔 4、厂址齐齐哈尔地区 三、图纸要求 1、计算说明书（含草稿） 2、精馏塔装配图（1号图，含草稿）
一．前言 5 1.精馏与塔设备简介 5 2.体系介绍 5 3.筛板塔的特点 6 4.设计要求: 6 二、设计说明书7 三．设计计算书8 1.设计参数的确定8 1.1进料热状态 8 1.2加热方式8 1.3回流比（R）的选择 8 1.4 塔顶冷凝水的选择8 2.流程简介及流程图8 2.1流程简介8 3.理论塔板数的计算与实际板数的确定9 3.1理论板数计算9 3.1.1物料衡算9
甲醇-水连续精馏塔的设计 1.概述 1.1设计题目 在抗生素类药物生产过程中，需要用丙酮溶媒洗涤晶体，洗涤过滤后产生废甲醇溶媒，其组成为含丙酮 55％ 。为使废甲醇溶媒重复使用，拟建立一套板式精馏塔，以对废甲醇溶媒进行精馏。得到含水量≤0.5%的甲醇溶液。设计要求废甲醇溶媒的处理量为13500吨/年，塔底废水中丙酮含量≤0.5％（质量分数）。 1.2操作条件 1.2.1塔顶压力 常压 1.2.2进料热状态 泡点进料 1.2.3回流比 2倍 1.2.4塔底加热蒸气压力 0.5Mpa （表压） 1.2.5单板压降 ≤0.7kPa 1.2.6塔板类型 筛板塔 1.2.7工作日 每年工作日为300天，每天24小时连续运行。 2.设计内容 2.1本设计任务为分丙酮——水混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分加回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的2倍。该物系塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储。 2.2 精馏塔的物料衡算 2.2.1原料液及塔顶、塔底的摩尔分率： 丙酮的摩尔质量A M =323kg/kmol 水摩尔质量B M =18.02 kg/kmol F x = 0.55/320.4070.55/320.45/18.02 =+ D x =0.915/320.9140.915/320.05/18.02 =+ W x =0.1/320.05880.01/32.0.9/18.02=+ 2.2.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 F M =0.407*32+0.593*18.02=23.698 kg/kmol D M =0.914*32+0.086*18.02=30.796 kg/kmol W M =0.0588*32+0.9412*18.02=18.82 kg/kmol
前言 在炼油、石油化工、精细化工、食物、医药及环保等部门，塔设备属于利用量大，应用面广的重要单元设备。塔设备普遍用于蒸馏、吸收、萃取、洗涤、传热等单元操作中。因此塔设备的研究一直是国内外学者普遍关注的重要课题。 塔设备按其结构形式大体上可分为两类：板式塔和填料塔。以前，在工业生产中，当处置量大时多用板式塔，处置量小时采纳填料塔。最近几年来由于填料塔结构的改良，新型的、高负荷填料的开发，既提高了塔的通过能力和分离效能又维持了压降小以性能稳固等特点。因此填料塔已被推行到大型汽液操作中。在某些场合还代替了传统的板式塔。现在，直径几米乃至几十米的大型填料塔在工业上已非罕有。随着对填料塔的研究和开发，性能优良的填料塔必将大量用于工业生产中。 板式塔为逐级接触式汽液传质设备，它具有结构简单、安装方便、操作弹性大、持液量小等优势。同时也有投资费用较高、填料易堵塞等缺点。 本设计目的是分离甲醇-水混合液，处置量不大，应选用填料塔。 塔型的选择因素很多。要紧因素有物料性质、操作条件、塔设备的制造安装和维修等。 1 与物性有关的因素 ①易起泡的物系在板式塔中有较严峻的雾沫夹带现象或引发液泛，应选用填料塔为宜。因为填料不易形成泡沫。本设计为分离甲醇和水，应选用填料塔。 ②关于易侵蚀介质，可选用陶瓷或其他耐侵蚀性材料作填料，关于不侵蚀的介质，那么可选金属性质或塑料填料，而本设计分离甲醇和水，侵蚀性小可选用金属填料。 2 与操作条件有关的因素
①传质速度受气膜操纵的系统，选用填料塔为宜。因为填料塔层中液相为膜状流、气相湍动，有利于减小气膜阻力。 ②难分离物系与产品纯度要求较高，塔板数很多时，可采纳高效填料。 ③假设塔的高度有限制，在某些情形下，选用填料塔可降低塔高，为了节约能耗，故本设计选用填料塔。 ④要求塔内持液量、停留时刻短、压强小的物系，宜用规整填料。 流程确信和说明 1 加料方式 加料方式有两种：高位槽加料和泵直接加料。采纳高位槽加料，通过操纵液位高度，能够取得稳固的流量和流速。通过重力加料，能够节省一笔动力费用。但由于多了高位槽，建设费用增加；采纳泵加料，受泵的阻碍，流量不太稳固，流速也忽大忽小，从而阻碍了传质效率，但结构简单、安装方便；如采自动操纵泵来操纵泵的流量和流速，其操纵原理较复杂，且设备操作费用高。本次实验采纳高位槽进料。 2 进料状况 进料状况一样有冷液进料、泡点进料。关于冷液进料，当组成一按时，流量必然，对分离有利，节省加热费用。但冷液进料受环境阻碍较大，关于沈阳地域来讲，存在较大温差，且增加塔底蒸汽上升量，增大建设费用。采纳泡点进料，不仅对稳固塔操作较为方便，且不受季节温度阻碍。综合考虑，设计采纳泡点进料。泡点进料时，基于恒摩尔流假定精馏段和提馏段塔径大体相等，制造上较为方便。 3 塔顶冷凝方式 塔顶冷凝采纳全凝器，用水冷凝。甲醇和水不反映。且容易冷凝，故利用全凝器。塔顶出来的气体温度不高，冷凝后回流液和产品温度不高无需进一步冷却。这次分离也是想取得液体甲醇，选用全凝器符合要求。
化工原理课程设计 一、设计题目 甲醇-水连续精馏塔的设计 二、设计条件 1、常压操作：p=1atm 2、进精馏塔的料液含甲醇61%（质量），其余为水 3、产品的甲醇含量不得低于99%（质量） 4、残液中甲醇含量不得高于3%（质量） 5、生产能力为日处理（24h）66.5吨粗甲醇 三、设计内容 3.1：设计方案的确定及流程说明 3.1.1：选择塔型 精馏塔属气—液传质设备。气—液传质设备主要有板式塔和填料塔两大类。该塔设计生产时日要求较大，由板式塔与填料塔比较知：板式塔直径放大时，塔板效率较稳定,且持液量较大，液气比适应范围大，因此本次精馏塔设备选择板式塔。 筛板塔是降液管塔板中结构最简单的，制造维修方便，造价低，相同条件下生产能力高于浮阀塔，塔板效率接近浮阀塔。本次设计为分离甲醇与水，所以由各方面条件考虑后，本次设计应用筛板塔。 3.1.2：精馏方式 由设计要求知，本精馏塔为连续精馏方式 3.1.3：装置流程的确定 为获取也液相产品，采用全凝器。 含甲醇61%（质量分数）的甲醇-水混合液经过预热器，预热到泡点进料。进入精馏塔后分离，塔顶蒸汽冷凝后有一部分作为产品经产品冷却器冷却后流入甲醇贮存罐，一部分回流再进入塔中，塔底残留液给再沸器加热后，部分进入塔中，部分液体作为产品经釜液冷却器冷却后流入釜液贮存罐。 3.1.4：操作压强的选择 常压操作可减少因加压或减压操作所增加的增、减压设备费用和操作费用，提高经济效益, 在条件允许下常采用常压操作，因此本精馏设计选择在常压下操作。 3.1.5：进料热状态的选择 泡点进料时，塔的操作易于控制，不受环境影响。饱和液体进料时进料温度不受季节、气温变化和前段工序波动的影响，塔的操作比较容易控制。此外，泡点进料，提馏段和精馏段塔径大致相同，在设备制造上比较方便。冷液进塔虽可减少理论板数，使塔高降低，但精馏釜及提馏段塔径增大，有不利之处。所以根据设计要求，可采用泡点进料，q＝1。 3.1.6：加热方式 本次采用间接加热，设置再沸器 3.1.7：回流比的选择 选择回流比，主要从经济观点出发，力求使设备费用和操作费用最低，一般经验值为：R=(1.2~2)Rmin 经后面简捷法计算对应理论板数N时，可知，R=2Rmin时，理论板数最少，所以回流比选择为最小回流比的2倍。
化工原理课程设计计算说明书 题目：甲醇—水精馏塔设计 学院名称：化学工程学院 专业：化学工程与工艺 班级: 11-1 姓名：赵讯 学号： 指导教师：张亚静 2014年1月10日
目录 第一章设计任务书 (1) 第二章设计原则 (2) 第三章设计步骤 (3) 第四章精馏塔的工艺计算 (4) 第五章精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (9) 第六章塔板主要工艺尺寸的计算 (11) 第七章筛板的流体力学验算 (15) 第八章塔板负荷性能图 (18) 第九章辅助设备的计算和选型 (21) 设计评述 (27) 参考文献 (27)
第一章设计任务书 1.1 设计题目 设计题目：甲醇—水分离过程板式精馏塔的设计 设计要求：年产纯度为99%(质量分数，下同）的甲醇，塔底馏出液中含甲醇不得高于0.05%，原料液中含甲醇22%。 生产能力11100L/h 1.2操作条件 1) 操作压力常压 2) 进料热状态饱和进料 3) 回流比自选 4) 塔底加热蒸气压力0.3Mpa（表压） 1.3塔板类型 筛孔塔 1.4 工作日 每年工作日为330天，每天24小时连续运行。 1.5 设计说明书的内容 (1) 流程和工艺条件的确定和说明 (2) 操作条件和基础数据 (3) 精馏塔的物料衡算； (4) 塔板数的确定； (5) 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算； (6) 精馏塔的塔体工艺尺寸计算； (7) 塔板主要工艺尺寸的计算； (8) 塔板的流体力学验算； (9) 塔板负荷性能图； (10)主要工艺接管尺寸的计算和选取 (11) 塔板主要结构参数表 (12) 对设计过程的评述和有关问题的讨论
《化工原理课程设计》报告 一、概述- 2 - 1.1 设计依据- 3 - 1.2 技术来源- 3 - 1.3设计任务及要求- 3 - 二、计算过程- 3 - 2. 1 设计方案- 3 - 2.2 塔型选择- 4 - 2.3工艺流程简介- 4 - 2.4 操作条件的确定- 4 - 2.41 操作压力- 4 - 2.4.2 进料状态- 5 - 2.4.3 热能利用- 5 - 2.5 有关的工艺计算- 5 - 精馏塔的物料衡算错误!未定义书签。 物料衡算- 5 - 2.6 塔板数的确定- 6 - 2.6.1 理论板层数NT的求取- 6 - 2.6.2 实际板层数的求取- 6 - 2.7精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算- 7 - 操作压力的计算- 7 - 操作温度的计算(详见附录一（1）) ...................................................................................... - 7 - 2.7.3 平均摩尔质量的计算- 7 - 2.7.4 平均密度的计算- 8 - 液相平均表面*力的计算- 9 - 2.7.6 液体平均粘度的计算- 10 - 2.8 精馏塔的塔底工艺尺寸计算- 11 - 塔径的计算- 11 - 2.8.2 精馏塔有效高度的计算- 12 - 2.9 塔板主要工艺尺寸的计算- 12 - 溢流装置的计算- 12 - 2.9.2 塔板布置- 14 - 2.10 筛板的流体力学验算- 15 - 2.10.1 塔板压降- 15 - 2.10.2 液面落差- 16 - 2.10.3 液沫夹带- 16 - 2.10.4 漏液- 17 - 2.10.5 液泛- 17 - 2.11 塔板负荷性能图- 17 - 液漏线- 17 - 液沫夹带线- 18 - 液相负荷下限线- 19 -
摘要 甲醇最早由木材和木质素干馏制的，故俗称木醇，这是最简单的饱和脂肪组醇 类的代表物。无色、透明、高度挥发、易燃液体。略有酒精气味。分子式C-H4-O。近年来，世界甲醇的生产能力发展速度较快。甲醇工业的迅速发展，是由于甲 醇是多种有机产品的基本原料和重要的溶剂，广泛用于有机合成、染料、医药、涂料和国防等工业。由甲醇转化为汽油方法的研究成果，从而开辟了由煤转换 为汽车燃料的途径。近年来碳一化学工业的发展，甲醇制乙醇、乙烯、乙二醇、 甲苯、二甲苯、醋酸乙烯、醋酐、甲酸甲酯和氧分解性能好的甲醇树脂等产品， 正在研究开发和工业化中。甲醇化工已成为化学工业中一个重要的领域。 目前，我国的甲醇市场随着国际市场的原油价格在变化, 总体的趋势是走高。随着原油价格的进一步提升，作为有机化工基础原料—甲醇的价格还会稳步提高。 国又有一批甲醇项目在筹建。这样，选择最好的工艺利设备，同时选用最合适 的操作方法是至关重要的。 本计为分离甲醇－水混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。 设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔。塔顶上 升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分加回流至塔，其余部分经产品 冷却器冷却后送至储罐。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐， 设计对其生产过程和主要设备进行了物料衡算、塔设备计算、热量衡算、换热 器设计等工艺计算。 泡点进料物料衡算 关键字：精馏
目录 1精馏塔的物料衡算 (2) 1.1原料液及塔顶和塔底的摩尔分率 2 1.2原料液及塔顶和塔底产品的平均摩尔质量 2 1.3物料衡算 3 2塔板数确定............................ . 2.1理论板层数N T的求取 (3) 2.1.1求最小回流比及操作回流比 3 2.1.2求精馏塔的气、液相负荷........ 错误! 未定义书签。 2.1.3求操作线方程 4 2.2实际板层数的求取............. 错误! 未定义书签。 3精馏塔的工艺条件及有关物性数据计算 3.1操作压力 5 3.2操作温度 5 3.3平均摩尔质量计算 5 3.4平均密度计算 6 3.5液体平均表面力的计算8 3.6液体平均粘度................ 错误! 未定义书签。 4精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (9) 4.1塔径的计算 ................. 错误! 未定义书签。 4.1.1精馏段塔径计算...................... 4.1.2提馏段踏进计算...................... 4.2精馏塔有效高度的计算 (12) 5塔板主要工艺尺寸的计算 (13) 精馏段 5.1溢流装置计算................ 5.1.1堰长lW ..............
分离甲醇—水混合液的筛板精馏塔--化工原理课程设计汇编(可以直接使用，可编辑优秀版资料，欢迎下载）
化工原理课程设计 说明书 设计题目：分离甲醇—水混合液的筛板精馏塔设计时间： 专业名称： 学生姓名： 设计成绩：
化工原理课程设计任务书 一、设计题目 分离甲醇——水混合液的筛板精馏塔 二、设计数据及条件 生产能力： 年处理甲醇——水混合液8.3 万吨（年开工300天） 原料： 轻组分含量为40% （质量百分率，下同）的常温液体 分离要求： 塔顶轻组分含量不低于93% 塔底轻组分含量不高于24% 建厂地区：沈阳市 三、设计要求： 1、编制一份精馏塔设计说明书，主要内容要求： <1>.前言 <2>.流程确定和说明 <3>.生产条件确定和说明 <4>.精馏塔的设计计算
<5>.主要附属设备及附件的选型计算 <6>.设计结果列表 <7>.设计结果的自我总结评价与说明 <8>.注明参考和使用的设计资料 2、编制一份精馏塔工艺条件单，绘制一份带控制点的工艺流程图。
前言 精馏是利用液体混合物中各组分挥发性的差异对其进行加热，然后进行多次混合蒸气的部分冷凝和混合液的部分加热汽化以达到分离目的的一种化工单元操作。精馏操作应在塔设备中完成，塔设备提供气液两相充分接触的场所，有效地实现气液两相间的传热、传质，以达到理想的分离效果，在化工、炼油、石油化工等工业中得到广泛应用。精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，精馏过程中气液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物个各组分的挥发度不同，使易挥发组分由液相向气相转移，实现原料液中各组分的分离。 本设计的题目是甲醇-水二元物系板式精馏塔的设计。采用板式塔分离甲醇-水的液相混合物。板式塔与填料塔相比用于精馏装置有诸多优势。板式塔是逐级接触，混合物浓度呈阶跃式变化。板式塔主要功能：在每块踏板上气液两相若保持充分接触，可为传质过程提供足够大且不断更新的相际接触面，减小传质阻力;在塔内使气液两相呈逆流流动，以提供最大的传质阻
合肥学院 Hefei University 化工原理课程设计题目: 甲醇—水连续精馏塔的设计 系别: 生物与环境工程系 专业: 14生工（2）班 学号: 姓名: 指导教师: 于宙老师 2016年 12 月 18 日 目录 一、前言............................................. 错误!未定义书签。 1.1精馏塔对塔设备的要求...................................... - 5 - 1.2常用板式塔类型及本设计的选型.............................. - 6 - 二、设计任务书要求及流程的确定和说明............................. - 8 - 2.1设计名称.................................................. - 8 - 2.2设计条件.................................................. - 8 -
2.3设计任务.................................................. - 8 - 2.4设计思路................................................. - 10 - 2.5设计流程................................................. - 10 - 三、精馏塔的工艺计算............................................ - 10 - 3.1精馏塔的物料衡算......................................... - 10 - R ......................................... - 11 - 3.2求最小回流比 min 3.3理论板数NT的计算以及实际板数的确定...................... - 14 - 3.4全塔效率................................................ - 14 - 3.5实际塔板数N............................................. - 15 - 四、塔的工艺条件及有关物性数据计算.............................. - 15 - 4.1操作压强m P............................................... - 15 - 4.2操作温度m t............................................... - 16 - M............................................ - 16 - 4.3平均分子量m ρ.............................................. - 16 - 4.4 平均密度m σ.......................................... - 18 - 4.5 液体表面张力m μ............................................. - 19 - 4.6 液体粘度Lm
化工原理课程设计说明书 设计题目：甲醇—水系统甲醇回收 设计者： 专业： 学号： 指导老师： 厦门大学化学工程与生物工程系 200 年月日 厦门大学化学工程与生物工程系
化工原理课程设计任务书 设计题目：15000吨/年甲醇—水系统甲醇回收精馏塔设计 设计条件：泡点进料，塔顶压强109.5kPa，冷却水温28℃，加热蒸汽压力0.2 MPa（表压） 处理量：15000吨/年 进料浓度：19%甲醇（质量） 处理要求：塔顶浓度≥98.5% （质量） 塔底浓度≤0.2% （质量） 年工作小时：7200小时 专业： 学号： 姓名： 指导老师： 201 年月日
目录 设计方案简介 (4) 工艺设计说明 (4) 精馏塔的设计计算 (6) 精馏塔工艺计算 (9) 精馏塔主要工艺设计 (14) 填料塔结构设计 (19) 塔附件的选型与设计 (23) 设计结果概要 (31) 塔强度设计和稳定校核 (31) 参考文献 (40) 结束语 (40)
设计方案简介 精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在石油化工等工业中得到广 泛应用。精馏过程在能量剂或质量剂推动下，使气液两项多次直接接触和分离， 利用液相混合物中各组分的挥发度的不同，使易挥发组分由液相向气相转移，难 挥发组分由气相向液相转移，实现原料混合液中各组分的分离。根据生产上的不 同要求，精馏操作可以是连续的或间歇的，有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或 萃取精馏等特殊方法进行分离。本方案设计了一座填料精馏塔并采用连续精馏方 式来完成回收甲醇的任务。。 工艺设计说明 1.塔型选择 一个精馏塔的分离能力或分离出的产品纯度如何，与原料体系的性质、操作条件以及塔的性能有关。实现精馏过程的气、液传质设备，主要有两大类，板式塔和填料塔。 本设计选取的是填料塔，填料塔结构简单、装置灵活、压降小、持液量少、 生产能力大、分离效率高、耐腐蚀，而且易于处理易起泡、易热敏、易结垢物系。 近年来由于填料塔结构的改进，新型的高负荷填料的开发，既提高了塔的通过能 力和分离效能又保持了压降小以及性能稳定的特点。因此，填料塔已经被推广到 大型气液操作中。 塔型的选择因素很多，主要因素有物料性质、操作条件、塔设备的制造安 装和维修等。
基于AspenPlus的甲醇与水筛板板精馏塔设计书 第一章流程确定和说明 1.1塔板类型 1）精馏塔的塔板类型有三种：泡罩塔板，筛孔塔板，浮阀塔板。 筛板塔板具有结构简单，制造方便，造价低等优点； 2）本设计采用筛板精馏塔； 3）加料方式 本精馏塔加料选择泵接加料，结构简单，安装方便，而且可以引入自动控制系统来实时调节流量及流速。 1.2进料状况 本精馏塔选择泡点进料，常温原料经换热后进料。 1.3塔顶冷凝方式 甲醇与水不反应，且容易冷凝，故本精馏塔塔顶选择全凝器，可用水冷凝。 1.4塔釜加热方式 塔釜使用200℃的饱和蒸汽间接加热。 1.5回流比 该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的1.2〜2倍，本设计规定回流比取最小回流比的1.5倍。 1.6回流方式 本设计处理量大，所需塔板数多，塔较高，回流冷凝器不适宜塔顶安装，故采用强制回流。 1.7操作压力 甲醇-水在常压下相对挥发度较大，因此在常压下也比较容易分离，故本设计采用常压精馏。
1.8工艺流程确定 如图1是甲醇-水工艺流程草图： 图1.甲醇-水分离工艺流程
第二章 塔板工艺设计 2.1精馏塔全塔物料衡算 2.1.1设计要求及条件 表1.设计要求及条件 处理量（万吨/年）X D （质量分数，％） X F （质量分数，％） X W （ 质量分数，％） R/R min 4.5 98.5 45 0.3 1.5 2.1.2原料液级塔顶、塔底产品的摩尔分率 已知：甲醇的摩尔质量M A =32.04Kg /Kmol , 水的摩 尔质量M B =18.02Kg /Kmol 。 原料液组成可（摩尔分数，下同） 0.45/32.04 0.45/32.04 + 0.55/18.02 塔顶组成 0.985/32.04 0.985/32.04 + 0.015/18.02 塔底组成 0.003/32.04 0.003/32.04 + 0.997/18.02 2.1.3原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 M = 0.3151 x 32.04 + (1-0.315D x 18.02 = 22.44kg/km )l F M = 0.9736 x 32.04 + (1 - 0.9736) x 18.02 = 31.67kg/kmDl D M = 0.0017 x 32.04 + (1 -0.0017)x 18.02 = 18.04kg/kmol W 2.1.4 全塔物料衡算 一年以300天，一天以24小时计，计算可得进料流率： 4.5x 104 x 103 x l n.45/32.04 + (1 -0.45)/18.021 f 一 1Z1 F = 4.5万吨/年= -- ----- ----- 二 278.54km )l/h =0.3151 二 0.9736 = 0.001689 300x24
沈阳化工大学化工原理课程设计说明书 专业: 制药工程 班级：制药1102 学号： 设计时间：2014.5.20----2014.6.20 成绩：
化工原理课程设计任务书 设计题目： 分离甲醇-水混合液的填料精馏塔 二原始数据及条件 生产能力：年生产量甲醇1万吨（年开工300天） 原料：甲醇含量为30%（质量百分数，下同）的常温液体 分离要求：塔顶甲醇含量不低于95%，塔底甲醇含量不高于0.3%。 建厂地区：沈阳 三设计要求 （一）.一份精馏塔设计说明书，主要内容要求： （1）.前言 （2）.流程确定和说明 （3）.生产条件确定和说明 （4）.精馏塔设计计算 （5）.主要附属设备及附件选型计算 （6）.设计结果列表 （7）.设计结果的自我总结与评价 （8）.注明参考和试用的设计资料 （9）.结束语 （二）．绘制一份带控制点工艺流程图。 （三）．制一份精馏塔设备条件图 四．设计日期：2013年5月20日至6月20日
前言 精馏塔分为板式塔和填料塔两大类。填料塔又分为散堆填料和规整填料两种。板式塔虽然结构较简单，适应性强，宜于放大，在空分设备中被广泛采用。但是，随着气液传热、传质技术的发展，对高效规整填料的研究，一些效率高、压降小、持液量小的规整填料的开发，在近十多年内，有逐步替代筛板塔的趋势。实际生产中，在精馏柱及精馏塔中精馏时，上述部分气化和部分冷凝是同时进行的。对理想液态混合物精馏时，最后得到的馏液(气相冷却而成)是沸点低的B物质，而残液是沸点高的A物质，精馏是多次简单蒸馏的组合。精馏塔底部是加热区，温度最高；塔顶温度最低。精馏结果，塔顶冷凝收集的是纯低沸点组分，纯高沸点组分则留在塔底。 精馏塔的优点： 归纳起来，规整填料塔与板式塔相比，有以下优点： 1)压降非常小。气相在填料中的液相膜表面进行对流传热、传质，不存在塔板上清液层及筛孔的阻力。在正常情况下，规整填料的阻力只有相应筛板塔阻力的1/5～1/6； 2)热、质交换充分，分离效率高，使产品的提取率提高； 3)操作弹性大，不产生液泛或漏液，所以负荷调节范围大，适应性强。负荷调节范围可以在30%～110%，筛板塔的调节范围在70%～100%； 4)液体滞留量少，启动和负荷调节速度快； 5)可节约能源。由于阻力小，空气进塔压力可降低0.07MPa左右，因而使空气压缩能耗减少6.5%左右； 6)塔径可以减小。 此外，应用规整填料后，由于当量理论塔板的压差减小，全精馏制氩可能实现，氩提取率提高10%～15%。 本文以甲醇和水的混合液为研究对象，因为甲醇和水在常压下相对挥发度较大，较易分离。根据物理性质，操作条件等因素条件下选用泡点进料，塔顶再沸器和塔顶回流的方式，将甲醇和水进行分离的填料精馏塔。 本课程设计者能力有限，在设计中难免会有不足之处，恳请老师和读者给予批评指正。
《化工原理课程设计》说明书 设计题目： 分离甲醇—水混合液的连续筛板精馏塔设计学院：化工与药学院 专业：化学工程与工艺 年级班别：09级化工工艺2班 学号： 学生姓名： 时间：2011 年12月31日
前言 化工生产常需进行液体混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的，精馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝达到轻重组分分离的方法。精馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中中占有重要的地位。为此，掌握气液相平衡关系，熟悉各种塔型的操作特性，对选择、设计和分析分离过程中的各种参数是非常重要的。 塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备类型之一。本次设计的筛板塔是化工生产中主要的气液传质设备。此设计苯-甲苯物系的精馏问题进行分析、选取、计算、核算、绘图等，是较完整的精馏设计过程，该设计方法被工程技术人员广泛的采用。 塔设备的设计和研究，已经受到化工行业的极大重视。在化工生产中，塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面，都有非常重大的影响。 精馏过程的实质是利用混合物中各组分具有不同的挥发度。即在同一温度下，各组分的饱和蒸汽压不同这一性质，使液相中的轻组分转移到汽相中，汽相中的重组分转移到液相中，从而达到分离的目的。因此精馏塔操作弹性的好坏直接关系到石油化工企业的经济效益。 精馏设计包括设计方案的选取，主要设备的工艺设计计算——物料衡算、热量衡算、工艺参数的选定、设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算，辅助设备的选型，工艺流程图，主要设备的工艺条件图等内容。通过对精馏塔的运算，可以得出精馏塔的各种设计如塔的工艺流程、生产操作条件及物性参数是合理的，换热器和泵及各种接管尺寸是合理的，以保证精馏过程的顺利进行并使效率尽可能的提高。 关键词：甲醇水精馏段提馏段
板式精馏塔设计任务书 一、设计题目：甲醇―水精馏分离板式塔设计 二、设计任务及操作条件 1. 设计任务： 生产能力（进料量）40000 吨／年 操作周期330 天／年 进料组成甲醇50％，水50% （质量分率，下同） 塔顶产品组成≥98％ 塔底产品组成≤1% 2. 操作条件 操作压力常压 进料热状态泡点 单板压降：≯0.7 kPa 3. 设备型式浮阀式精馏塔 4. 厂址信阳地区 三、设计内容： 1、设计方案的选择及流程说明 2、工艺计算 3、主要设备工艺尺寸设计 （1）塔径及精、提馏段塔板结构尺寸的确定 （2）塔板的流体力学校核 （3）塔板的负荷性能图 （4）总塔高、总压降及接管尺寸的确定 4、塔设备机械设计计算及辅助设备选型与计算 5、设计结果汇总 6、工艺流程图及精馏塔装配图 7、设计评述 8、参考资料
目录 第一部分设计概述 一、前言 (1) 二、绪论 (1) 2.1 设计任务 (1) 2.2 设计条件 (1) 2.3 设计方案 (1) 2.3.1设计流程框图 (2) 2.3.2设计流程框图 (2) 第二部分塔的工艺计算 一、整理有关物性数据 (3) 1.1水和甲醇的性质 (3) 二、全塔物料衡算 (3) 2.1进料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (3) 三、塔板数的确定 (4) 3.1最小回流比及精馏段提馏段操作线方程 (4) 3.2相平衡常数的计算 (5) 3.3最小理论板数计算 (5) 3.4全塔效率的计算 (5) 四、精馏塔的相关物性数据的计算 (6) 4.1 操作压强的计算 (6) 4.2 操作温度的计算 (6) 4.3 平均摩尔质量的计算 (6) 4.4 液体平均粘度的计算 (7) 4.5平均密度的计算 (7) 4.6液相平均表面张力的计算 (8) 五、精馏塔主要工艺尺寸的计算 (9) 5.1 塔径的计算 (9) 5.2精馏塔有效高度的计算 (11)